Leó M. Jónsson vélatæknifræðingur:

Ný V8 6,7 lítra Ford Diesel-vél 2010/2011

Ljósmyndir eru fengnar frá Ford Motor Company U.S.A.

Þeir sem hafa prófað árgerð 2010/2011 af Ford F-250 Super Duty með nýju Scorpion 6.7 turbo-Diesel-vélinni eru sammála um að þetta sterkbyggða vinnutæki sé líkara fólksbíl í akstri en trukki. Í þessari grein er stiklað á stóru og einungis fjallað um grundvallarbreytingar sem orðið hafa á Ford Diesel-vélinni með því að Ford hefur yfirtekið hönnun hennar og framleiðslu.

6.7 lítra Diesel-vélin í Ford SuperDuty pallbílum er ekki lengur hönnuð og framleidd af Navistar (gamla International Harvester). Nýja vélin, sem nefnist Scorpion Diesel, í stað PowerStroke, er hönnuð hjá Ford og framleidd í sérstakri verksmiðju Fords í Mexíkó. Hér er séð framan á vélina.

 

Þar til 2010 voru Diesel-vélar í stærri jeppum og pallbílum frá Ford hannaðar og framleiddar af dótturfyrirtæki International Harvester, Navistar. Gamli V8-Nallinn, 6,9 (1982) og 7,3 lítra ásamt 7,3 lítra með tölvustýrðu olíuverki (frá 1992) og 7,3 lítra PowerStroke (frá 1994) voru grófir vinnuhestar sem dagaði uppi vegna aukinna krafna um mengunarvarnir. Nýjar PowerStroke-vélar tóku við hjá Ford; 6,0 lítra frá og með árgerð 2003 til og með 2008 (2009 Econoline) og 6,4 lítra frá 2008 til og með 2009. Þessar vélar stóðust mengunarkröfurnar en, að mínu mati, ekki gæðakröfur. Ýmsar kenningar eru uppi um ástæður þess hve þær vélar reyndust illa og er efni í sjálfstæða grein sem bíður betri tíma.

Ný 6,7 lítra V8-Diesel-vél sem tók við í árgerð 2010 er hönnuð frá grunni hjá Ford og jafnframt framleidd í nýrri verksmiðju Ford í Mexikó án samvinnu við Navistar. Vonandi verður það til bóta þótt ákveðin fyrirvari sé hafður á í ljósi reynslunnar. Fyrir Ford er mikið í húfi: Nái það ekki að hysja upp um sig brækurnar með þessari nýju Diesel-vél bíður orðstír þess alvarlegan hnekki, ekki síst þar sem GM hefur nú siglt lygnan sjó með sína 6,6 lítra Duramax-Diesel-vél um árabil. En lítum nánar á helstu tæknilegu atriði þessarar nýju Ford-vélar í sem stystu máli. Til aðgreiningar frá eldri PowerStroke Diesel (PSD) nefnist nýja vélin Scorpion.

Töluðust þeir ekki við?
Á meðal þess sem hneykslað hefur margan bíleigandann er að einn elsti og stærsti bílaframleiðandi heims skuli afhenda nýjan pallbíl þannig úr garði gerðan að til þess að framkvæma, til þess að gera, einfalda viðhaldsþjónustu skuli hafa þurft að lyfta stýrishúsinu af bílnum (F-250 Diesel og stærri). Framleiðandi vélarinnar (Navistar) bar því við að hönnuðir Ford hefðu ekki tekið tillit til vélarinnar. Hönnuðir Ford báru að hjá Navistar hefði bíllinn ekki verið skoðaður nógu vel áður en lagðar voru línurnar að 6 lítra vélinni (smákóngaveldi?). Svona kjaftæði er auðvitað ekki á borð berandi enda blasir við að orsök mistakanna er hneykslanleg handarbakavinna við skipulag, samhæfingu og verkstjórn - og hafa stjórnendur verið reknir af minna tilefni enda leggur Ford m.a. sérstaka áherslu á að þetta atriði hafi nú verið lagfært með þess eigin hönnun á nýju 6,7 lítra vélinni; - ekki þurfi að hífa húsið upp til að komast að spíssum o.fl.

Það sem fyrst vekur athygli
Það sem fyrstt vekur athygli manns í árgerð 2011 af Ford-F250 Super Duty Pickup er hve vélin er hljóðlát. Gangurinn er svo mjúkur að leggi maður hönd á vélina í lausagangi finnst ekki titrun. Hvorki titrun né hljóð eykst við inngjöf. Athygli vekur að útblástur er varla merkjanlegur í lausagangi. Ford fullyrðir að þetta sé ,,hreinasta" Diesel-vélin sem nú er framleidd af þessari stærð og standist alla gildandi og næstu væntanlega staðla um mengunarvarnir . Mesti munurinn kemur í ljós þegar bílnum er ekið. Hljóðværð og mýkt vélarinnar er aðdáunarverð. Þegar við bætist vel útfærð hljóðdeyfing stýrishússins er hér á ferðinni einhver hljóðlátasti Diesel-bíll sem býðst - og eru fólksbílar meðtaldir. Það sem kemur manni, sem þó er ýmsu vanur, til að gapa, er hve snerpan, aflið og seiglan í þessum bíl er langt umfram væntingar: Og þegar sparneytnin er höfð í huga, sem er lygileg miðað við afköst, má segja að Ford hafi tekist betur en öðrum að koma okkur í skilning um hvað það var sem Dr. Rudolf Diesel sannaði fyrir rúmum 100 árum!

Scorpion Diesel er með sambyggða tvöfalda pústþjöppu í hvilftinni á milli heddanna. Útport heddanna snúa upp. Styttra verður á milli hverfisl (túrbínu) þjöppu og hedds, virkni forþjöppunar (sem er tvöföld, sambyggð og snýr fram á vélinni, verður meiri, viðbragð betra og sparneytninni er viðbrugðið.

Íslensku viðbrögðin:
Loks þegar stærstu bílaframleiðendur veraldar fara að nýta vistvænni hönnun brunavéla af alvöru (með Diesel-vélum) bregðast afturúrsiglarar íslenskra stjórnvalda við með því að hækka vörugjald af vistvænustu vinnubílum úr 13 í 65% og ryðja þeim þannig út af markaðnum: Þetta er íslenska ,,umhverfisstefnan" í hnotskurn!

Mengunarvarnir: Stutt yfirlit
Sjálfskipaðir talsmenn umhverfisverndar, hérlendis og í Bandaríkjunum, hafa haldið fram upplýsingum sem eru einhliða, oft villandi og jafvel rangar. Sem dæmi er því oft, og ranglega, haldið fram að minni heildrænar kröfur séu gerðar til varna gegn loftmengun frá umferð í Bandaríkjunum en í Evrópu. Til að skapa þessari umræðu traustari grundvöll og sýna að vegna mismunandi forsendna leiði samanburður á bandarískum og evrópskum mengunarstöðum ekki til marktækra niðurstaðna, nema sérstakra fyrirvara sé gætt, vann undirritaður skýrslu um þessi mál (nóv. 2004) þar sem þróun varna gegn loftmengun frá farartækjum er rakin, hugtök skýrð og gerð grein fyrir mismunandi forsendum staðla sem stuðst er við í Bandaríkjunum og Evrópu o.s.frv. Skýrslan er aðgengileg á Vefsíðu Leós http://www.leoemm.com/mengunarskyrsla.htm

2008 tók gildi síðasta þrep Tier II mengunarstaðalsins í Bandaríkjunum. Sem dæmi um skerptar kröfur er að sót í útblæstri Diesel-véla skal minnka um 90%. Til að mæta þessum kröfum endurbætti Navistar 6 lítra Diesel-vélina með 6,4 lítra Ford PowerStroke og skýrir það, m.a. hve stuttan tíma 6 lítra vélin var í framleiðslu.

Ekki breytt vél heldur ný
Til að leggja áherslu á að 6,7 lítra Diesel-vélin, sem nú er hönnuð og framleidd af Ford en ekki Navistar, sé ný vél en ekki uppfærsla, nefnist þessi vél Scorpion Diesel í stað PowerStroke. Grundvallarmunur vélanna er sá að nýja Scorpion (6.7) er með léttari blokk úr sterkara steypustáli og með nýjum heddum úr áli með 4 ventla á hverju brunahólfi. Nýja vélin er 80 kg léttari en PowerStroke 6.4. Athygli vekur að Ford notar 4 undirlyftustangir (2 fyrir hverja vökvaundirlyftu) til að stjórna ventlunum með nýrri gerð rokkerarma. Heddin snúa öfugt við það sem maður á að venjast með útportin að ofanverðu og 6 heddbolta fyrir hvern sílindra.
Kostir hedda úr álblöndu í stað steypustáls eru ýmsir; þau eru léttari, álið er fljótara að hitna (kaldræsibúnaður virkar styttri tíma og við það minnkar mengun í útblæstri) og varmajöfnun verður betri og kæling einfaldari.

Ný blokk úr trefjastyrktri blöndu steypustáls er sögð léttari og sterkari en blokkin í 6,0 og 6,4 PSD. 6 heddboltar fyrir hvern sílindra er tvímælalaus styrking. Pannan er hluti af burðarvirki blokkarinnar auk þess sem hún gegnir jafnframt hlutverki kælis fyrir 13 lítra smurolíukerfið.

Álhedd með 4 ventlum á hverju brunahólfi gegna lykilhlutverki við að minnka nituroxíð (virkustu gróðurhúsalofttegundirnar) í útblæstri ásamt pústhringrásarkerfi (EGR) sem er fætt frá hægra heddinu og í gegn um tvo sjálfstæða vatnskæla. Athygli vekur að flæði endurnýtta pústsins inn í brunahólfin hefur verið vent þannig að það og EGR-lokinn kemur frá heitari hliðinni, - lokinn teppist því ekki af sóti.

Í stað tveggja pústþjappa neðan við heddin er tvöföld sambyggð pústþjappa í hvilftinni milli heddanna ofan á vélinni; búnaður sem er léttari, afkastameiri og auðveldara að komast að. Með því að færa útportin á efri hliðina og hafa pústþjöppuna á milli heddanna styttist fjarlægðin milli hverfils (túrbínu) og brunahólfa; pústið kemur heitara inn, þjöppuhik minnkar, aflaukning verður meiri og skilar sér fyrr við inngjöf og með minni mengun. (Þessi pústþjappa (SST) er ný af nálinni hjá Ford. Hún er með tvær sambyggðar þjöppur og einn hverfil. Þjöppuþrýstingur er að hámarki um 30 psi. Tölvustýrt inntak er af annarri gerð en í tveggja þjöppu kerfinu frá Borg Warner í 6.4 enda er SST-þjappan í grundvallaratriðum sú sama og nú er á Duramax-vélinni frá GM, en á meðal kosta hennar er virkari hömlun þegar dregið er úr eða inngjöf sleppt sem auðveldar vagndrátt).

Nánast allur viðbótarbúnaður vélarinnar að innsprautukerfinu undanskildu, er ný hönnun, m.a. áðurnefnt pústþjöppukerfi og mengunarvörn (EGR) sem nú er með aðskilið kælikerfi sem jafnframt kælir eldsneytiskerfi og sjálfskiptingu. Smurolíukerfið er 13 lítra.

SST-pústþjappan er þreföld. Vinstramegin á myndinni sést hverfillinn (túrbínan) en hægra megin, sem snýr fram á vélinni, er sambyggð þjappa með 2 spegluð dæluhjól sem hvort um sig fæðir eitt hedd. Sameiginlegur öxull gengur í gegn um legueiningu sem endurnýjuð er sem einn pakki. Eins og sjá má er festistallurinn traustur, í honum er rás fyrir vatnskælingu. Neðst framan á stallinum er inntak fyrir smurolíu og í því er sía. Frá Ford skilar þessi þjappa hámarksþrýstingi 30 psi.

Pústhringrásin (EGR) er að því leyti frábrugðin því sem maður hefur átt að venjast hjá V8-vélum að endurnýtta pústið sem fæðir brunahólfin kemur einungis frá hægra heddinu þótt kælarnir séu áfram tveir eins og á 6.4. Lagnir verða einfaldari og auðveldara að stýra flæðinu sem nú er gert með tölvustýrðum loka á heitari hliðinni í stað kaldari og því minni hætta á að sótútfelling geti teppt lokann. Auk þess sem pústhringrásin minnkar nituroxíð, sem er virkasta gróðurhúsalofttegundin, í útblæstri Diesel-vélar um 90% dregur hvarfi og sótagnasía með sjálfvirkri innsprautun þvagefnis úr mengun. Talsmenn Ford fullyrða að Scorpion 6.7 sé ,,hreinasta" Diesel-vélin á markaðnum.

Því má bæta við í lokin að þetta er aflmesta V8-Diesel-vélin frá Ford, hún er jafnframt með mesta togið, mestu snerpuna og ein sú sparneytnasta. Og ef að líkum lætur á hún eftir að verða enn aflmeiri.

Sjálfskiptingin
Sjálfskiptingin í SuperDuty-bílunum er framleidd af Ford í Bandaríkjunum (ekki ZF). Hún er af gerðinni 6R40 TorqShift, 6 gíra.

Grein þessa er óheimilt að birta annars staðar nema með sérstöku leyfi höfundar. Maí 2011.

Netfang höfundar: